Помощь студентам в учебе
Модернизация оборудования для автоматизации процесса лазерной резки заготовок столовых приборов в КТНП на ПАО АМЗ
|
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Глава Описание производства 9
1.1 История предприятия 9
1.2 Способы изготовления продукции 11
1.3 Описания вырубных штампов 12
1.4 Недостатки вырубных штампов 17
2 Глава Лазерная резка 20
2.1 Особенности лазерной резки 20
2.2 Технология лазерной резки металла 21
2.3 Типы лазеров 24
2.4 Технологические параметры 30
2.5 Преимущества, недостатки и сравнительная характеристика 32
2.6 Способы передачи лазерного излучения 36
2.7 Лазерные резаки 43
2.8 Оборудование для лазерной резки 44
2.9 Используемое оборудование на ПАО «Ашинский метзавод» 47
3 Глава Основные преимущества установки лазерной резки металла
серии LaserCut Professional ML 50
3.1 Технические характеристики станка 50
3.2 Управление станком 55
3.3 Модернизация загрузочного устройства 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 71
1 Глава Описание производства 9
1.1 История предприятия 9
1.2 Способы изготовления продукции 11
1.3 Описания вырубных штампов 12
1.4 Недостатки вырубных штампов 17
2 Глава Лазерная резка 20
2.1 Особенности лазерной резки 20
2.2 Технология лазерной резки металла 21
2.3 Типы лазеров 24
2.4 Технологические параметры 30
2.5 Преимущества, недостатки и сравнительная характеристика 32
2.6 Способы передачи лазерного излучения 36
2.7 Лазерные резаки 43
2.8 Оборудование для лазерной резки 44
2.9 Используемое оборудование на ПАО «Ашинский метзавод» 47
3 Глава Основные преимущества установки лазерной резки металла
серии LaserCut Professional ML 50
3.1 Технические характеристики станка 50
3.2 Управление станком 55
3.3 Модернизация загрузочного устройства 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 71
Современный этап развития различных технологических процессов характеризуется широким привлечением средств вычислительной техники и автоматики для создания высокопроизводительного автоматизированного оборудования. С этих позиций лазерная резка является процессом, который может быть реализован на высоком уровне автоматизации.
Экономически определено целесообразным применение лазерной резки в условиях мелкого и средне серийного быстро переналаживаемого производства при обширной номенклатуре выпускаемых изделий, к которым предъявляются повышенные требования в отношении качества кромки и точности размеров. При этом наибольшее распространение для автоматизации получили роботы, способные выполнять различные производственные функции в обстановке гибкого производственного процесса при более низких материальных затратах.
Поэтому для автоматизации процесса лазерной резки предлагается использовать промышленный робот для перемещения лазерного излучателя вдоль контура изготавливаемой детали. Использование робота позволит уменьшить время перенастройки для изготовления другого изделия, а также обеспечит необходимую точность. Это определяется наличием у робота программы действий, обусловленной заложенными в компьютер алгоритмами систем управления и очувствления, т.к. он представляет собой программируемый универсальный манипулятор, снабженный внешними датчиками оценки положения и других параметров рабочего органа.
Таким образом, основной проблемой робототехники является проблема планирования движений, обеспечивающих выполнение поставленной задачи, и последующего управления манипулятором с целью реализации запланированных движений. Для обеспечения функционирования робота в реальном масштабе времени необходимы мощные и эффективные алгоритмы управления и быстродействующие компьютеры, способные эти алгоритмы реализовать.Лазерное излучение обеспечивает громадную концентрацию энергии на относительно малых участках обработки, благодаря чему является универсальным инструментом для осуществления технологических операций резки металлов. Процесс лазерной обработки выполняется с высокими скоростями. Наряду с большой производительностью достигается высокое качество поверхностей реза практически на всех металлах независимо от их температуры плавления и твердости. Промышленная обработка материалов стала одной из областей наиболее широкого использования лазеров, особенно после появления лазеров высокой мощности.
Достижения в области лазерной резки в значительной степени определяется уровнем мощности лазерных установок и качеством лазерного излучения, в частности возможностью улучшения годового состава, снижение расходимости и достижения тем самым повышения плотности мощности сфокусированного излучения.
Наиболее распространенным техническим процессом в машиностроении является резка основная операция заготовительного производства.
Развитие лазерной техники и технологии является сегодня одним из приоритетных направлений ускорения научно - технического процесса.
В настоящее время в машиностроении широко применяются различные методы разделения металлических заготовок. Отдельной задачей является резка тонких металлических листов. Для этого могут применяться различные механические методы разделения металлов, в первую очередь резка ножовочными полотнами, ленточными пилами, фрезами. В производстве используют различные станки общего и специального назначения для раскроя листовых, профильных и других заготовок из различных металлов и сплавов.
Однако при механической обработке существует ряд недостатков, которые связаны с низкой производительностью, высокой стоимостью отрезного инструмента, трудностью или невозможностью раскроя металлов по сложному криволинейному контуру.
Целью модернизации является:- повышение надежности;
- повышение быстродействия;
- повышение экономичности;
- повышение безопасности.
Основные возможные направления модернизации электрооборудования станка:
- использование комплектных электроприводов;
- использование бесконтактных блоков управления;
- использование современных конструкций двигателей и
Экономически определено целесообразным применение лазерной резки в условиях мелкого и средне серийного быстро переналаживаемого производства при обширной номенклатуре выпускаемых изделий, к которым предъявляются повышенные требования в отношении качества кромки и точности размеров. При этом наибольшее распространение для автоматизации получили роботы, способные выполнять различные производственные функции в обстановке гибкого производственного процесса при более низких материальных затратах.
Поэтому для автоматизации процесса лазерной резки предлагается использовать промышленный робот для перемещения лазерного излучателя вдоль контура изготавливаемой детали. Использование робота позволит уменьшить время перенастройки для изготовления другого изделия, а также обеспечит необходимую точность. Это определяется наличием у робота программы действий, обусловленной заложенными в компьютер алгоритмами систем управления и очувствления, т.к. он представляет собой программируемый универсальный манипулятор, снабженный внешними датчиками оценки положения и других параметров рабочего органа.
Таким образом, основной проблемой робототехники является проблема планирования движений, обеспечивающих выполнение поставленной задачи, и последующего управления манипулятором с целью реализации запланированных движений. Для обеспечения функционирования робота в реальном масштабе времени необходимы мощные и эффективные алгоритмы управления и быстродействующие компьютеры, способные эти алгоритмы реализовать.Лазерное излучение обеспечивает громадную концентрацию энергии на относительно малых участках обработки, благодаря чему является универсальным инструментом для осуществления технологических операций резки металлов. Процесс лазерной обработки выполняется с высокими скоростями. Наряду с большой производительностью достигается высокое качество поверхностей реза практически на всех металлах независимо от их температуры плавления и твердости. Промышленная обработка материалов стала одной из областей наиболее широкого использования лазеров, особенно после появления лазеров высокой мощности.
Достижения в области лазерной резки в значительной степени определяется уровнем мощности лазерных установок и качеством лазерного излучения, в частности возможностью улучшения годового состава, снижение расходимости и достижения тем самым повышения плотности мощности сфокусированного излучения.
Наиболее распространенным техническим процессом в машиностроении является резка основная операция заготовительного производства.
Развитие лазерной техники и технологии является сегодня одним из приоритетных направлений ускорения научно - технического процесса.
В настоящее время в машиностроении широко применяются различные методы разделения металлических заготовок. Отдельной задачей является резка тонких металлических листов. Для этого могут применяться различные механические методы разделения металлов, в первую очередь резка ножовочными полотнами, ленточными пилами, фрезами. В производстве используют различные станки общего и специального назначения для раскроя листовых, профильных и других заготовок из различных металлов и сплавов.
Однако при механической обработке существует ряд недостатков, которые связаны с низкой производительностью, высокой стоимостью отрезного инструмента, трудностью или невозможностью раскроя металлов по сложному криволинейному контуру.
Целью модернизации является:- повышение надежности;
- повышение быстродействия;
- повышение экономичности;
- повышение безопасности.
Основные возможные направления модернизации электрооборудования станка:
- использование комплектных электроприводов;
- использование бесконтактных блоков управления;
- использование современных конструкций двигателей и
Объектом данного исследования является ПАО «Ашинский метзавод».
На предприятии идет постоянная работа над совершенствованием качества и дизайна товаров, изучается и анализируется спрос. В тесном контакте работают коллективы производственных цехов, отделов с крупнейшими оптовыми и розничными предприятиями России. Ежегодно ассортимент выпускаемой продукции пополняется новыми изделиями.
В качестве предмета исследования выступает лазерная резка металла. Сфокусированное лазерное излучение позволяет разрезать почти любые материалы независимо от их теплофизических свойств. При этом можно получать качественные и узкие резы (шириной 0,1-1 мм) со сравнительной небольшой зоной термического влияния. При лазерной резке возникают минимальные деформации, как временные в процессе обработки заготовки, так и остаточные после ее полного остывания. В результате возможна резка с высокой степенью точности, в том числе нежестких и легкодеформируемых изделий. Благодаря относительно несложному управлению лазерным пучком можно выполнять автоматическую обработку плоских и объемных деталей по сложному контуру.
Лазерная резка особенно эффективна для стали толщиной до 6 мм, обеспечивая высокие качество и точность при сравнительно большой скорости разрезания. Однако для металла толщиной 20-40 мм она применяется значительно реже кислородной или плазменной резки, а для металла толщиной свыше 40 мм - практически не используется.
Лазерная резка имеет неоспоримые преимущества перед аналогами:
- высокая точность резки, благодаря компьютерному управлению;
- края и кромки выполняются без наплывов и заусениц идеальные;
- можно обрабатывать хрупкие и легкодеформируемые материалы;
- можно вырезать изделия любой формы;
- высокая скорость работы;
экономичность детали на одном листе можно разметить максимально близко
друг к другу;
- нет необходимости делать штамповочные формы, можно изготавливать небольшие партии;
- деталь не нужно будет обрабатывать повторно;
- более безопасная работа для оператора установки.
При таком количестве положительных качеств, лазерная резка металла все же имеет некоторые недостатки:
- невозможность работы с листом, толщина которого превышает 30 мм;
- низкая эффективность работы с материалами, которые отличаются высокими отражающими свойствами;
- высокая цена оборудования, поэтому такие установки используются только на промышленных предприятиях;
- из-за высокой стоимости станка, увеличивается и цена готового изделия.
В процессе модернизации линии подачи металла все приспособления изготовлены и запущенны в эксплуатацию. Лазерная резка работает прекрасно, без нареканий.
Применение лазерной резки металла позволяет получить качественный продукт с относительно небольшими затратами, благодаря использованию современных технологий и последних достижений в области обработки материалов.
На предприятии идет постоянная работа над совершенствованием качества и дизайна товаров, изучается и анализируется спрос. В тесном контакте работают коллективы производственных цехов, отделов с крупнейшими оптовыми и розничными предприятиями России. Ежегодно ассортимент выпускаемой продукции пополняется новыми изделиями.
В качестве предмета исследования выступает лазерная резка металла. Сфокусированное лазерное излучение позволяет разрезать почти любые материалы независимо от их теплофизических свойств. При этом можно получать качественные и узкие резы (шириной 0,1-1 мм) со сравнительной небольшой зоной термического влияния. При лазерной резке возникают минимальные деформации, как временные в процессе обработки заготовки, так и остаточные после ее полного остывания. В результате возможна резка с высокой степенью точности, в том числе нежестких и легкодеформируемых изделий. Благодаря относительно несложному управлению лазерным пучком можно выполнять автоматическую обработку плоских и объемных деталей по сложному контуру.
Лазерная резка особенно эффективна для стали толщиной до 6 мм, обеспечивая высокие качество и точность при сравнительно большой скорости разрезания. Однако для металла толщиной 20-40 мм она применяется значительно реже кислородной или плазменной резки, а для металла толщиной свыше 40 мм - практически не используется.
Лазерная резка имеет неоспоримые преимущества перед аналогами:
- высокая точность резки, благодаря компьютерному управлению;
- края и кромки выполняются без наплывов и заусениц идеальные;
- можно обрабатывать хрупкие и легкодеформируемые материалы;
- можно вырезать изделия любой формы;
- высокая скорость работы;
экономичность детали на одном листе можно разметить максимально близко
друг к другу;
- нет необходимости делать штамповочные формы, можно изготавливать небольшие партии;
- деталь не нужно будет обрабатывать повторно;
- более безопасная работа для оператора установки.
При таком количестве положительных качеств, лазерная резка металла все же имеет некоторые недостатки:
- невозможность работы с листом, толщина которого превышает 30 мм;
- низкая эффективность работы с материалами, которые отличаются высокими отражающими свойствами;
- высокая цена оборудования, поэтому такие установки используются только на промышленных предприятиях;
- из-за высокой стоимости станка, увеличивается и цена готового изделия.
В процессе модернизации линии подачи металла все приспособления изготовлены и запущенны в эксплуатацию. Лазерная резка работает прекрасно, без нареканий.
Применение лазерной резки металла позволяет получить качественный продукт с относительно небольшими затратами, благодаря использованию современных технологий и последних достижений в области обработки материалов.
